化學(xué)工藝流程－－高考專題備考.ppt

1、第10專題,主編,第2專題,主編,AH,化學(xué),化學(xué),化學(xué),化學(xué),化學(xué)工藝流程,專題備考,高考中的化學(xué)工藝流程題,化學(xué)工藝流程題是近年高考命題的熱點。化學(xué)工藝流程題，就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。,工藝流程題的特點： 一是試題源于生產(chǎn)實際，以解決化學(xué)實際問題為線索進(jìn)行設(shè)問，使問題情境真實。 二是試題內(nèi)容豐富，涉及化學(xué)基礎(chǔ)知識的方方面面，能考查考生對化學(xué)知識的掌握和應(yīng)用情況，同時考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關(guān)問題的遷移推理能力。 三是試題新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的資料收集、處

2、理能力。,試題結(jié)構(gòu)：,從內(nèi)容組織形式上看化工流程題型的結(jié)構(gòu)通常是從生產(chǎn)原料到產(chǎn)品的整個流程以簡單的文字加框圖和箭線形式呈現(xiàn),同時流程中還會形成一些“環(huán)狀”,意為物質(zhì)的循環(huán)利用,以展現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念。如圖所示:,化工流程題型的結(jié)構(gòu)、涉及問題及解題順序,箭頭:箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。,三線:出線和進(jìn)線均表示物料流向或操作流程,可逆線表示物質(zhì)循環(huán)使用。,命題研究,化學(xué)工藝流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識及將已有知識靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力。所以這類題成為近年來高考的必考題型。

3、 這類題常呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像。,這類題常圍繞以下幾個知識點進(jìn)行設(shè)問： (1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用； (2)氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫； (3)利用控制pH分離除雜； (4)化學(xué)反應(yīng)的能量變化； (5)實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等； (6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用； (7)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評價。,熱點分析,1解答無機(jī)化工流程試題的程序 (1)基本步驟 從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：反應(yīng)物是什么；發(fā)生了什么反應(yīng)；該

4、反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用(抓住一個關(guān)鍵點：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù))。從問題中獲取信息，幫助解題。 (2)解題思路 明確整個流程及每一部分的目的仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考注意答題的模式與要點。,(3)方法技巧 對一些線型流程工藝或從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序試題，首先對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。解題關(guān)鍵在于認(rèn)真對比分析原料與產(chǎn)

5、品的組成，從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所包含的雜質(zhì)的基本原理和所采用的工藝生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了，圍繞生產(chǎn)主線所設(shè)計的系列問題也就可解答了。,解題順序：,灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。 反應(yīng)條件的控制(溫度、壓強(qiáng)、催化劑、原料配比、pH、溶劑等)。,控制溫度 a加熱，加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解； b防止物質(zhì)溫度過高時分解或揮發(fā)，或達(dá)到 沸點揮發(fā)； c使催化劑的活性達(dá)到最高； d防止副反應(yīng)的發(fā)生； e降溫或減壓，減少能源成本，降低對設(shè)備的 要求，達(dá)到綠色化學(xué)的目的。,（2)分離提純階段的常見考點 調(diào)pH除雜 a控制溶液的酸堿性

6、使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀 例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示,若要除去Mn2溶液中含有的Fe2，應(yīng)該怎樣做？ 提示：先用氧化劑把Fe2氧化為Fe3，再調(diào)溶液的pH到3.7。 b調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點：能與H反應(yīng)，使溶液pH增大；不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2溶液中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。 試劑除雜 加熱：加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向移動。 如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如：侯德榜制堿中的NaHCO3，還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO

7、4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。,降溫：防止某物質(zhì)在高溫時溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。 萃取,溫度的影響歸納： 、趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質(zhì)降溫時會析出（或升溫時會溶解）而帶入新的雜質(zhì) 、冰水中反應(yīng)或降溫反應(yīng)的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使平衡向著題目要求的方向移動 、反應(yīng)中采取加熱措施的作用：一般是為了加快反應(yīng)速率或加速某固體的溶解,、如題目中要求溫度控制在某溫度范圍內(nèi)（可用水浴或油浴來控制）：一般有以下幾個目的： A、防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)，也可能是為了使某物質(zhì)達(dá)到沸點揮發(fā)出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制堿中，將CO2通入N

8、aCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（30+2），可得NaHCO3晶體，溫度控制在這個范圍，目的就是防止NaHCO3晶體分解。而在Br2的制取過程中，出溴口的溫度控制在8090，目的就是要使Br2揮發(fā)出來而又減少水蒸氣混入Br2中。 B、使催化劑的活性達(dá)到最好：如合成氨或工業(yè)SO2氧化為SO3時，選擇的溫度是500左右，原因之一就是使催化劑的活性達(dá)到最高。 C、防止副反應(yīng)的發(fā)生：如乙醇的消去反應(yīng)溫度要控制在170，原因是就是在140時會有乙醚產(chǎn)生。 D、對于一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達(dá)到綠色化學(xué)的要求。以上有關(guān)溫度的總結(jié)只能說是有這種可能來考，具體問題要具體分析

9、。,(3)獲得產(chǎn)品階段的常見考點 洗滌(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 蒸發(fā)時的氣體氛圍(抑制水解)：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時,應(yīng)在HCl的氣流中加熱,以防其水解。 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如除去KNO3中的少量NaCl。 蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。 重結(jié)晶。 (4)其他常見考點 化學(xué)方程式實驗儀器計算信息,要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾。 要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。 重結(jié)晶,注意：,控制PH值,結(jié)晶,控制溫度,水洗（有機(jī)物洗）,3注重答案文字?jǐn)⑹龅囊?guī)范性

10、 (1)洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作23次。 (2)從溶液中得到晶體：16字方針。 蒸發(fā)濃縮（加熱蒸發(fā)）冷卻結(jié)晶過濾洗滌干燥稱量。 (3)在寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該注明“是為了除去XX 雜質(zhì)”。 (4)看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是離子方程式，注意配平。,分離提純階段核心反應(yīng)考點：, 反應(yīng)原理:化學(xué)平衡、水解原理、 電化學(xué),計算,提取信息點,基本理論:離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng),其他方面： 環(huán)保：綠色化學(xué) 成本：原料價格、能耗控制、 循環(huán)利用,物質(zhì)制備化工生產(chǎn)流程的主線一般為,規(guī)律總結(jié)：,原料預(yù)處理 除雜、凈化,產(chǎn)品分離提純,反應(yīng)條件控制,原料循環(huán)利用,排

11、放物的無害化處理,規(guī)律: 主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。,核心考點：物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、 生產(chǎn)條件的控制,宏觀把握，理清思路；,善用信息，按需答題！,首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實驗）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）； 然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段； 接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點更明確； 然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個化學(xué)過程（必要時使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設(shè)問。,解題基本步驟：,宏觀把握，理清思路；,善用信息，按需答題，

12、規(guī)范作答！,二遍讀題，注意關(guān)聯(lián)問題。一般只考慮后面提問有關(guān)的步驟，其他不必清楚，“難得糊涂”。 讀取信息要客觀評價、篩選 把問題再放入題中前后比對 有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結(jié)果，“跟著感覺走”、“順藤摸瓜”，用已學(xué)過的知識來“圓”這個結(jié)果。 所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、重組、遷移到本題中來。 大多數(shù)提問用所學(xué)知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學(xué)知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本 等等。 最后要看清楚問什么，不要答非所問,化學(xué)工藝流程題自查：,（1）對工藝流程題有沒有整體、清晰的認(rèn)識？,（4）方程式書寫和計算有無得分把握？,（2）對工藝流程相關(guān)知識點是清清

13、楚楚，還是模模糊糊？,（3）敘述性問題是否能抓住要點？,了解化學(xué)工藝流程的主線；,了解化學(xué)工藝流程考什么？,了解規(guī)范答題的要求；,氧化還原專題復(fù)習(xí)。,預(yù)處理,分離提純,主反應(yīng),(廣東,32)粗鋁提純及尾氣的綜合利用,（廣東，32 )制備Li2CO3的工藝流程,原料預(yù)處理 除雜、凈化,產(chǎn)品分離提純,原料循環(huán)利用,尾氣綜合利用,無機(jī)礦物、廢水、廢渣,核心 化學(xué)反應(yīng),目標(biāo) 產(chǎn)品,例：鐵氧體可用于隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：,原料預(yù)處理 除雜、凈化,主反應(yīng),例：某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的工藝

14、流程如下：,1、粉碎的目的： 。 2、焙燒的目的： 。 3、酸浸的目的： 。 4、調(diào)節(jié)pH=3-4的原因： 。,已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為：9.7、3.2、6.4。,增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率,使CuS轉(zhuǎn)化為CuO,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,使CuO、Fe的化合物溶解,使Fe3+沉淀完全,“趁熱過濾”的原因是 ；,例：實驗室制備甲酸銅晶體Cu(HCOO)24H2O的流程如下：,防止降溫甲酸銅結(jié)晶而損失,用無水乙醇洗滌晶體的目的 。,除去甲酸并減少甲酸銅晶體損失,例：某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl

15、22H2O的工藝流程如下：,為了獲得CuCl22H2O晶體，對濾液B進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品。分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線（如圖），“趁熱過濾”得到的固體是 。,Na2SO4,（ 09江蘇）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：,（4）反應(yīng)常被用于電解生產(chǎn)(過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為 。,（1）反應(yīng)的離子方程式：,Fe2+ + 2HCO3 = FeCO3+ H2O + CO2,2SO42- 2e- = S2O82-,（2011廣東四校聯(lián)考 節(jié)選）工業(yè)上

16、生產(chǎn)高氯酸（沸點：90oC）時還同時生產(chǎn)了亞氯酸鈉，其工藝流程如下：,（3）循環(huán)使用的物質(zhì)是 。,H2SO4,（1）反應(yīng)的化學(xué)方程式 。,3NaClO3+3H2SO4=3NaHSO4+2ClO2+HClO4+H2O,工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀(KIO3)的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2 (未配平)。 查資料得： KIO3是一種白色結(jié)晶粉末； 酸性條件下， KIO3是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、SO2等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)I2； 在堿性介質(zhì)中， KIO3能被Cl2 、次氯酸鹽等氧化為KIO4； KIO3 在常溫下穩(wěn)定，加熱至560

17、開始分解。,請你根據(jù)流程圖設(shè)計問題 ？,討論,（1）已知步驟反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同，請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式： ；,6I2 + 11KClO3 + 3H2O = 6KH(IO3)2 + 5KCl + 3Cl2,工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀(KIO3)的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化 學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2 (未配平)。 查資料得： KIO3是一種白色結(jié)晶粉末； 酸性條件下， KIO3是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、SO2等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)I2； 在堿性介質(zhì)中， KIO3能被Cl2 、次氯酸鹽等氧化為KIO4； KIO3 在常溫

18、下穩(wěn)定，加熱至560開始分解。,（2）步驟中，用稀酸酸化的作用 ； 能否選用稀鹽酸_，（填：“可以”、“不可以”） 其原因是_；,促進(jìn)氯氣從反應(yīng)混合物中逸出,不可以,鹽酸能還原已生成的碘酸氫鉀,工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀(KIO3)的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化 學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2 (未配平)。 查資料得： KIO3是一種白色結(jié)晶粉末； 酸性條件下， KIO3是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、SO2等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)I2； 在堿性介質(zhì)中， KIO3能被Cl2 、次氯酸鹽等氧化為KIO4； KIO3 在常溫下穩(wěn)定，加熱至560開始分解。,（3）步

19、驟要保持溶液微沸1小時以完全排出氯氣，排出氯氣的原因為 ；,Cl2能將KIO3氧化成KIO4,工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀(KIO3)的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化 學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2 (未配平)。 查資料得： KIO3是一種白色結(jié)晶粉末； 酸性條件下， KIO3是一種較強(qiáng)的氧化劑，與氫碘酸、SO2等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)I2； 在堿性介質(zhì)中， KIO3能被Cl2 、次氯酸鹽等氧化為KIO4； KIO3 在常溫下穩(wěn)定，加熱至560開始分解。,（4）步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是 。,蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶,工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀(KIO3)的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化 學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+